Solare Erwärmung einer unbeheizten Halle

An sich müsste man den Sonnenstand über min. einen Tag simulieren, denn die "Leistung" der Sonne variiert ja von 0 bis ca. 1.000W/m², abhängig von Tages- und Jahreszeit. Je nach Sonnenstand trifft auch nur ein Teil auf die vertikalen und horizontalen/schrägen Bauteile. Erschwert wird die Sonnen(energie)ernte durch die Baustoffe selbst, mit dem U-Wert alleine kommt man da nicht weit, man müsste die Baustoffe genauer spezifizieren (Temperaturleitfähigkeit etc.).

Du betrachtest auch nur die Transmission, aber was ist mit Luftwechseln? Gerade Industriehallen sind selten "dicht", so dass man über die Luftwechsel mehr Energie verliert als über die Wände, Fenster etc. Die Höhe der Halle führt zudem zu einer Schichtung der Luft, so dass die Transmissionsverluste im oberen Bereich etwas höher sind als unten.

Zitat von lucaskywlkr

Ziel ist keine vollumfängliche Simulation, sondern eine Aussage treffen zu können, ob und inwiefern eine Halle mit dieser Speichermasse und hohem Verglasungsanteil an der Südseite und auf dem Dach eine andere Temperatur hat als aussen.

Die Temperatur drinnen wird höher sein als außen, das zeigen alleine schon die Erfahrungswerte, nur reicht das als Aussage natürlich noch nicht aus..

Hast Du Dir schon einmal Programme zur Ertragsermittlung von Solarthermieanlagen angeschaut?

Du kannst da nicht einen Tag alleine betrachten sondern musst dir schon ein längeres Szenario überlegen weil die ganze Halle eine große thermische Trägheit aufweist. Du kannst da ruhig mal einen Tag -15 haben, wenn es vorher warm war dauert es bis die Halle durchkühlt. Dafür dauert es nach langen Frostperioden entsprechend lang bis es drinnen nicht mehr kälter ist als Draußen bei einem Sommereinbruch.
Was ist mit Kondensat? Da hast du bei einer reinen Betondecke eventuell ein ziemliches Problem

Zitat von lucaskywlkr

Ziel ist keine vollumfängliche Simulation ..
Wie kann ich so etwas rechnen

da beisst sich die katze in den schwanz.

übliche programme rechnen sowas (auf der "sicheren" seite) stationär. das reicht für heizungsdimensionierung und "energiepapiere", aber nicht, um das wirkliche (therm.) verhalten vorauszuberechnen.

was du suchst, kenne ich unter den stichworten "instationär" und "thermische simulation", hatte aber nur einmal und indirekt damit zu tun. eines der möglichen programme ist energyplus.

bei den gegebenen randbedingungen fehlen (instationäre) wetterbedingungen, verschattung und g-wert für glas. und u.a. sommerlicher hitzeschutz und innenraumbelichtung/-verschattung.

Dämmung könnte man schon etwas einsparen, aber wozu? Ob man jetzt mit AT -14°C oder 0°C rechnet, da geht es am Ende um wenige cm Dämmung die man einsparen könnte. Kostenmäßig kaum der Rede wert.

Schau DIr mal die solaren Erträge im Tagesverlauf an. An einem Dezembertag reden wir hier über 0-1kWh/d pro m² bei idealer Ausrichtung einer Fläche. Über den ganzen Dezember kommen ca. 14kWh/m² zusammen. Das ist zwar nicht viel, aber es reicht vermutlich um die Halle über dem Gefrierpunkt zu halten.

Wie oben schon geschrieben hilft hier eine statische Betrachtung nicht weiter. MIt sinkender Raumtemperatur reduziert sich auch der Wärmestrom nach außen, und die in der Bodenplatte und Wänden gespeicherte Wärmeenergie wird an den Raum abgegeben. Man hat dann beispielsweise eine Fußbodenheizung mit einer Oberflächentemperatur von sagen wir mal 10°C die verhindert, dass die Raumtemperatur auf das Niveau der Außentemperatur fallen kann. Wenn man das genau rechnen möchte, dann müsste man berücksichtigen, dass die Oberflächentemperatur in der Mitte der Hallenfläche höher ist als am Rand des Gebäudes.

Praktisches Beispiel. Meine Halle wurde im Winter meist so auf 15-19°C beheizt, manchmal auch an einigen Tagen unbeheizt. Während der Weihnachtsferien war die Halle min. 3 Wochen unbeheizt, und das während der "dunklen" Jahreszeit. Der Frostschutz war auf +5°C eingestellt, aber der wurde so gut wie nie aktiviert, weil die Temperatur immer so im Bereich +5°C bis 8°C lag.

Ich habe in den 30 Jahren nur ein einziges Mal eine RT um den Gefrierpunkt erlebt, und das war als es draußen -20°C hatte, und selbst am Tag die Außentemperatur deutlich unter dem Gefrierpunkt lag. Da ging mir an einem Wochenende die Heizung auf Störung, so dass das Gebäude bei diesen extremen Außentemperaturen unbeheizt war.

Rechne doch mal Deine Wohnkuben einmal mit -14°C AT (je nach Region auch -16°C) und einmal mit 0°C. Anstatt beispielsweise 14cm in WLG035 brauchst Du dann halt nur ca. 6cm. Das spart Dir ein paar cm Platz, mehr nicht.

Viel wichtiger finde ich in solchen Fällen das Thema Lüftung, denn bei kleinen Räumen wird es sonst schnell unangenehm. Die Lüftungsverluste sind nicht zu unterschätzen.