Sommerlicher Wärmeschutz nach DIN 4108-2
Simulieren Sie den sommerlichen Wärmeschutz nach DIN 4108-2. Stundenweise Berechnung der Raumtemperatur mit solaren Gewinnen, Transmission, Lüftung und internen Lasten. Bewertung von Sonnenschutz (Raffstores, Rollläden), Speichermasse und Nachtlüftung. Prüfung der Übertemperatur-Grenzwerte nach GEG mit Berechnung der erforderlichen Kühlleistung.
Übertemperaturstunden
—
h oberhalb Grenzwert
Gradstunden
—
Kh kumuliert
Mittlere Raumtemperatur
—
°C Ø Mai–Sept
Maximale Raumtemperatur
—
°C Spitzenwert
❄ Peak-Kühllast
—
W Spitzenleistung
❄ Kühlenergie Saison
—
kWh (Mai–Sept)
Temperaturverlauf
Var. A
Var. B
Var. C
Grenzwert
T_ext
🌡
BEREIT ZUR SIMULATION
Parameter einstellen, Simulation starten. Varianten A/B/C vergleichbar.
Monatl. Überhitzung
📊
❄ Kühllast-Verlauf (tägl. Peak)
❄
Kühlung in Tab „❄ Kühlung" aktivieren
Varianten-Vergleich
📋
📋
Dokumentation & Handbuch
Sommerlicher Wärmeschutz Simulation v1.2 · bauphysik-fachberatung.de
Programmbeschreibung
Dynamische 1-Zonen-Simulation zur Bewertung des sommerlichen Raumklimas mit stündlichem Zeitschritt (Mai–September). Geeignet für Bauphysiker, TGA-Planer und Energieberater.
💡 Schnellstart: Preset wählen (Wohnen/Büro/DG), Standort einstellen → SIMULATION STARTEN. Varianten A/B/C unterschiedlich konfigurieren für Vergleiche.
Funktionsumfang
- Dynamische Energiebilanz – Solar, Transmission, Lüftung, Interne Last
- RC-Speichermasse – leicht / mittel / schwer
- Nachtlüftungslogik – regelbasiert mit Zeit- und Temperaturschwellen
- Dynamische Verschattung – strahlungsabhängig schaltbar
- Kühlleistungsberechnung – ideal mit COP und Leistungsgrenze
- 10 Klimastandorte – Hamburg bis München (TRY-Annäherung, Seed=42)
- 3 Varianten A/B/C – unabhängig und vergleichbar
Grenzen des Modells
- Vereinfachtes 1-Zonen-Modell – keine Raumkopplung, keine CFD
- Keine Feuchteberechnung / kein Taupunktnachweis
- Synthetische TRY-Wetterdaten (Annäherung, keine offiziellen DWD-Datensätze)
- Kein Anlagenregelungsmodell – nur idealer Kühler
Version 1.2 · Februar 2026 · Basis: DIN EN ISO 13792 · TRY-Annäherung (DWD-Klimastatistik)
Physikalisches Modell
Energiebilanz der Zone
C · ΔT/Δt = Q_sol + Q_trans + Q_vent + Q_int − Q_cool [W]
C = A_Boden · c_spez [J/K] Wärmekapazität
T(t+1) = T(t) + (ΣQ · Δt) / C
Solare Gewinne
Q_sol = A_Glas · g · FC · I_global · OF_Orient [W]
g = g-Wert der Verglasung
FC = Abminderungsfaktor Sonnenschutz (0,15–1,0)
OF = S:1,0 · SW/SE:0,88 · O/W:0,62 · N:0,10
Transmission & Lüftung
Q_trans = UA_ges · (T_ext − T_int)
Q_vent = (ACH/3600) · V · ρc_p · (T_ext − T_int)
ρc_p = 1207 J/(m³·K) (Luft ~20°C)
Nachtlüftung – Aktivierungsbedingungen
- Stunde im Nachtfenster [nvStart – nvEnd]
- T_int > T_ext + ΔT_Schwelle
- T_ext ≤ T_ext,max
Thermische Speichermasse
| Bauweise | c_spez [kJ/m²K] | Typisch |
|---|---|---|
| Leicht | 20 | Holzrahmenbau, Gipskarton |
| Mittel | 60 | Mauerwerk, gemischt |
| Schwer | 120 | Stahlbeton, Vollstein |
Eingabeparameter
Geometrie & Bauphysik
| Parameter | Einheit | Typisch |
|---|---|---|
| Bodenfläche | m² | 15–100 |
| Raumhöhe | m | 2,4–3,5 |
| Außenwandfläche | m² | inkl. Fenster, Brutto |
| U-Wert Wand | W/m²K | GEG ≤ 0,24 |
| U-Wert Dach | W/m²K | GEG ≤ 0,16 |
Sonnenschutz – FC-Werte
| Typ | FC | Wirkung |
|---|---|---|
| Außenjalousie | 0,15 | Sehr effektiv |
| Außenmarkise | 0,25 | Effektiv |
| Vordach | 0,35 | Mäßig |
| Innenrollo hell | 0,55 | Begrenzt |
| Innengardine | 0,75 | Kaum wirksam |
Hinweis: g_eff = g · FC. Außenliegender Sonnenschutz (FC ≤ 0,25) ist um ein Vielfaches wirksamer als innenliegender.
Kühlleistungsberechnung
Ideales Kühlmodell
Q_excess = (T_frei − T_cool) · C / Δt [W]
Q_cool = min(Q_excess, P_max) [W]
Q_el = Q_cool / COP [W] Strombedarf
Systemtypen
| Typ | COP typ. | P_max |
|---|---|---|
| Idealer Kühler | 3,0 | ∞ |
| Split-Klimaanlage | 2,5–3,5 | ≤ 5 kW |
| Kaltwassersatz | 4,0–5,5 | ≥ 10 kW |
Ausgabe-Kennzahlen
- Peak-Kühllast [W] – Auslegungswert für Systemgröße
- Kühlenergie [kWh] – saisonaler Wärmebedarf Mai–Sept
- El. Aufwand [kWh] – Kühlenergie / COP = Strombedarf
Klimastandorte
Synthetische TRY-Annäherungen nach DWD-Klimastatistik. Für GEG-Nachweise sind die originalen DWD-TRY-Datensätze zu verwenden.
| Stadt | Lat / Höhe | T_Jul | Charakter |
|---|---|---|---|
| Hamburg | 53.6°N / 6m | 18,5°C | Küste, feucht, mild |
| Bremen | 53.1°N / 11m | 19,2°C | Maritim–kontinental |
| Berlin | 52.5°N / 34m | 21,5°C | Kontinental, trocken |
| Wesel/NRW | 51.7°N / 18m | 20,5°C | Tiefland Rhein, TRY-Z.5 |
| Köln | 50.9°N / 57m | 22,0°C | Rheintal, Wärmeinsel |
| Frankfurt | 50.1°N / 112m | 23,0°C | Stadtklima, sehr heiß |
| Leipzig | 51.3°N / 116m | 22,5°C | Kontinental, Hitzeinsel |
| Nürnberg | 49.5°N / 309m | 22,5°C | Fränkisches Becken |
| Stuttgart | 48.8°N / 256m | 22,5°C | Kessellage, kritisch |
| München | 48.1°N / 519m | 22,5°C | Alpenvorland, hohe Strahlung |
Ergebnis-Kennzahlen
Simulationszeitraum: 01. Mai – 30. September (3.672 h)
Übertemperaturstunden
Stunden mit T_int > Grenzwert. Hauptkriterium DIN EN 15251. <100 h = gut · >500 h = kritisch.
Gradstunden [Kh]
Σ max(0, T_int−T_Grenz)·Δt. Erfasst auch Intensität. DIN 4108-2: <1200 Kh (Büro).
Mittlere Raumtemp.
Arithmetisches Mittel T_int über Mai–Sept. Überblick über thermische Gesamtqualität.
Maximale Raumtemp.
Spitzenwert T_int. >35°C = unzumutbar.
❄ Peak-Kühllast [W]
Max. stündliche Kühllast – maßgebend für Auslegung des Kühlsystems.
❄ Kühlenergie [kWh]
Saisonale Kälteleistung × Zeit. Elektrisch = Kühlenergie / COP.
Normen & Planungshinweise
| Norm | Relevanz |
|---|---|
| DIN EN 15251 / EN 16798-1 | Kat. II: T_op ≤ 26°C, adaptives Komfortmodell |
| DIN 4108-2 | Gradstunden-Kriterium ≤ 1200 Kh/a (Büro) |
| GEG §14 / Anlage 3 | Sonneneintragskennwert S ≤ S_zul |
| VDI 2078 | Kühllastberechnung Gebäude (instationär) |
| DIN EN ISO 13792 | Vereinfachte Sommertemperaturberechnung |
Bewertungs-Orientierung
| Kennzahl | 🟢 Gut | 🟡 Grenzwertig | 🔴 Kritisch |
|---|---|---|---|
| Übertemp.stunden | < 100 h | 100–500 h | > 500 h |
| Gradstunden | < 200 Kh | 200–1200 Kh | > 1200 Kh |
| T_max | < 28°C | 28–33°C | > 33°C |
💡 Außenverschattung (FC ≤ 0,25) ist die effektivste Einzelmaßnahme. Nachtlüftung wirkt besonders bei schwerer Bauweise und hohem Tag-Nacht-Delta (>8K).
Haftungshinweis
Diese Simulation dient der Planungsunterstützung und ersetzt keine normgerechte Berechnung nach GEG oder DIN 4108-2.
Sommerlicher Wärmeschutz Simulation v1.2 · bauphysik-fachberatung.de
Häufige Fragen
Was ist sommerlicher Wärmeschutz?
Sommerlicher Wärmeschutz nach DIN 4108-2 stellt sicher, dass Räume im Sommer nicht überhitzen. Das GEG schreibt den Nachweis für Neubauten und wesentliche Änderungen vor. Der Nachweis kann vereinfacht (Sonneneintragskennwert) oder per Simulation erfolgen.
Welche Übertemperaturgrenze gilt?
Die maximal zulässige operative Raumtemperatur beträgt 25–27 °C, je nach Klimaregion und Nutzung. Überschreitungshäufigkeiten von 10 % der Nutzungszeit (ca. 260 Stunden) sind bei der Simulation zulässig.
Was beeinflusst den sommerlichen Wärmeschutz am meisten?
Die wichtigsten Einflussfaktoren: Fensterflächenanteil und -orientierung, Sonnenschutz (F_c-Faktor), g-Wert der Verglasung, thermische Speichermasse des Raums (schwere vs. leichte Bauweise) und Nachtlüftung. Sonnenschutz hat den größten Einzeleinfluss.
Was ist der g-Wert und der F_c-Faktor?
Der g-Wert ist der Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung (wie viel Solarenergie durchkommt). Der F_c-Faktor beschreibt die Wirksamkeit des Sonnenschutzes: F_c = 1 bedeutet kein Sonnenschutz, F_c = 0,2 bedeutet 80 % der Solarstrahlung werden abgehalten.
Welche Arten von Sonnenschutz gibt es?
Außenliegend (am effektivsten): Raffstores (F_c ≈ 0,15–0,25), Rollläden (0,20–0,30), Markisen (0,25–0,40). Innenliegend (weniger wirksam): Jalousien (0,45–0,65), Vorhänge (0,50–0,75). Sonnenschutzglas: g ≈ 0,20–0,35 statt 0,50–0,60.
Was ist thermische Speichermasse?
Die thermische Speichermasse beschreibt, wie viel Wärme ein Raum aufnehmen kann, bevor die Temperatur steigt. Schwere Bauweise (Beton, Mauerwerk) hat hohe Speichermasse und puffert Temperaturschwankungen. Leichtbau (Holzrahmen, Trockenbau) hat geringe Speichermasse und heizt sich schneller auf.
Funktioniert Nachtlüftung als Kühlstrategie?
Ja, Nachtlüftung ist eine sehr effektive passive Kühlstrategie. Voraussetzung: die Nachttemperatur fällt unter 20 °C, es gibt ausreichend Speichermasse und die Fenster können sicher geöffnet werden. 3-facher Luftwechsel nachts kann die Tageshöchsttemperatur um 2–4 K senken.
Wie funktioniert die Stundensimulation im Tool?
Das Tool simuliert den thermischen Verlauf stundenschritt-weise über eine Sommerperiode: jede Stunde werden solare Gewinne (Q_sol), Transmission (Q_tr), Lüftung (Q_v) und interne Lasten (Q_i) bilanziert und die resultierende Raumtemperatur berechnet.
Wann ist eine Klimaanlage nötig?
Wenn passive Maßnahmen (Sonnenschutz, Nachtlüftung, Speichermasse) nicht ausreichen, um die Übertemperaturgrenze einzuhalten. Typisch bei großen Glasflächen nach Süd/West, innenliegendem Sonnenschutz und Leichtbau. Das Tool berechnet auch die erforderliche Kühlleistung.
Was kostet eine Kühllastüberschreitung?
Energetisch: ca. 20–40 kWh/(m²·a) Kühlenergie bei einer Klimaanlage. Finanziell: 200–500 € Stromkosten/Jahr für ein Einfamilienhaus. Guter Sonnenschutz und Speichermasse vermeiden diese Kosten oft vollständig.
Brauchen Sie individuelle Beratung?
Die Online-Tools liefern technisch fundierte Orientierung. Für rechtsverbindliche Berechnungen, Förderanträge oder eine individuelle Begleitung Ihres Projekts stehe ich gerne zur Verfügung.